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KR20090102069A - 노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법 - Google Patents

노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법

Info

Publication number
KR20090102069A
KR20090102069A KR1020080027306A KR20080027306A KR20090102069A KR 20090102069 A KR20090102069 A KR 20090102069A KR 1020080027306 A KR1020080027306 A KR 1020080027306A KR 20080027306 A KR20080027306 A KR 20080027306A KR 20090102069 A KR20090102069 A KR 20090102069A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
blades
exposure apparatus
film
opening area
Prior art date
Application number
KR1020080027306A
Other languages
English (en)
Inventor
홍성목
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2026—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction
    • G03F7/2028—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction of an edge bead on wafers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 서로 다른 개구 영역 모양을 갖는 두 개의 블레이드(blade)를 이용하여 웨이퍼 에지(edge) 영역에서 노광하고자 하는 다이(die)에 의해 형성되는 모양으로 빔(beam) 모양을 변경시켜 노광할 수 있기 때문에, 여러 개의 레티클(reticle)을 사용하여 발생하는 레이아웃 정합 문제를 방지하고, 여러 번 노광하는 문제를 해결할 수 있는 기술을 개시한다.

Description

노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법{Exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same}
본 발명은 노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 개구 영역 모양을 갖는 두 개의 블레이드를 이용하여 웨이퍼 에지에서 노광하고자 하는 다이에 의해 형성되는 모양으로 빔 모양을 변경시켜 노광할 수 있기 때문에, 여러 개의 레티클을 사용하여 발생하는 레이아웃 정합 문제를 방지하고, 여러 번 노광하는 문제를 해결할 수 있는 노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자 제조공정의 노광 공정은 감광막이 도포된 웨이퍼 상에 회로 패턴이 구현된 레티클(reticle)을 이용하여 노광 장치의 광원에서 발생하는 UV(Ultra Violet) 등의 광(beam)을 레티클을 통해서 주사함으로써 이루어진다. 이와 같은 노광 공정이 진행되는 노광 장치는 웨이퍼와 레티클 사이의 거리, 이미지 전사 방식, 이미지 전사 비율 및 광원의 파장의 종류 등의 요인에 따라 다양하게 분류될 수 있다.
노광 장치는 광원과 레티클 사이에 REMA 블레이드(Reticle Masking blades), 즉 레티클 블라인드(reticle blind)가 위치되어 광원에서 발생한 광이 원하는 크기 및 위치의 사각형 형상으로 변환되어 레티클로 주사되도록 조절한다. 즉, 노광 장치는 광원에서 발생한 UV 등의 광(beam)이 레티클 블라인드를 통과하여 광의 크기 및 위치가 조절된다.
이때, 레티클 블라인드는 4 개의 롤러가 사각형 형상으로 배치되고, 각 롤러에는 블레이드(blade)로 역할을 하는 필름이 각각 감겨서 롤러의 회전에 따라 수평방향으로 펼쳐지거나 감기며 사각형 형상의 개구 영역(window)을 형성하도록 되어 있다.
그리고, 롤러 및 필름으로 이루어지는 레티클 블라인드 하부에 회로 패턴이 구현된 노광 마스크 즉, 레티클이 위치하고, 레티클을 통과한 광은 축소 투영 렌즈 등의 광학계를 통과하여 웨이퍼에 주사된다.
따라서, 광원에서 발생한 광은 롤러가 적절히 회전함으로써 필름이 수평방향으로 펼쳐져 특정 크기 및 위치에 형성된 사각형 형상의 개구 영역을 통과한다.
이때, 4개의 롤러 중의 특정 롤러만이 회전하여도 특정 롤러에 감긴 특정 필름이 수평방향으로 펼쳐지거나 되감기므로 사각형 형상의 개구 영역의 크기는 변화된다.
또한, 4개의 롤러가 모두 적절히 회전함으로써 사각형 형상의 개구 영역의 위치를 이동시킬 수도 있다.
다음으로, 개구 영역을 통과한 광은 레티클을 통과하고 축소 투영렌즈를 통과하여 웨이퍼에 전사된다.
하지만, 노광 장비에서 레티클 블라인드에 의해 형성되는 모양은 직사각형 형태로만 형성이 가능하다. 따라서, 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 형태는 레티클에서 음영 처리를 해주는 형태로만 가능하게 된다.
이와 같은 경우 웨이퍼 에지에서 넷 다이(net die)만을 노광하려 할 때 레티클 블라인드에 의해 형성되는 직사각형의 개구 영역(예를 들어 하나의 다이(die))으로 여러 번 노광해야만 한다.
웨이퍼 에지에서 넷 다이만을 노광하는 다른 방법은 하나의 다이(die)만 구현된 별도의 레티클을 이용하여 여러 번 노광하는 방법이 있다. 이러한 경우 여러 번의 노광 공정을 수행해야 하며, 또한 레티클을 변경하는 과정에서 발생하는 레이아웃 정합 문제가 발생한다.
본 발명은 여러 개의 레티클(reticle)을 사용하여 발생하는 레이아웃 정합 문제를 방지하고, 여러 번 노광하는 문제를 해결할 수 있는 노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 노광 장비는
서로 다른 개구 모양을 갖는 다수의 블레이드를 포함하고,
상기 다수의 블레이드를 중첩하여 웨이퍼 에지에서 노광하고자 하는 다이에 의해 형성되는 모양으로 빔 모양을 변경하여 노광한다.
또한, 상기 다수의 블레이드를 중첩하여 다각형 개구 영역을 형성하고,
상기 다수의 블레이드는
상하좌우 각 변에 장착되어 사각형의 개구 영역을 형성하는 제 1 블레이드; 및
각 꼭지점에 장착되어 십자 모양의 개구 영역을 형성하는 제 2 블레이드를 포함하고,
상기 제 1 블레이드는
상하좌우 각 변에 배치된 복수의 제 1 롤러; 및
상기 제 1 롤러에 장착되어 블레이드(blade)로 역할을 하는 제 1 필름을 포함하고,
상기 제 2 블레이드는
상하좌우 각 꼭지점에 배치된 복수의 제 2 롤러; 및
상기 제 2 롤러에 장착되어 블레이드(blade)로 역할을 하는 제 2 필름을 포함하고,
상기 복수의 제 2 롤러는 상기 제 2 필름을 각각 독립적으로 펼쳐서 상기 제 1 블레이드에 의해 형성된 사각형 개구 영역의 선택된 꼭지점 부분을 블라인드 처리하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 노광 장비를 이용한 반도체 소자 형성 방법은
피식각층 상부에 감광막을 형성하는 단계;
청구항 1항에 기재된 노광 장비를 이용하여 상기 감광막에 대해 노광 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 피식각층을 식각하여 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 서로 다른 개구 영역 모양을 갖는 두 개의 블레이드(blade)를 이용하여 웨이퍼 에지(edge) 지역의 노광하고자 하는 다이(die)에 의해 형성되는 모양에 따라 빔(beam) 모양을 변경시켜 노광할 수 있기 때문에, 여러 개의 레티클(reticle)을 사용하여 발생하는 레이아웃 정합 문제를 방지하고, 여러 번 노광하는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 노광 장비의 구성을 나타낸 계략도이다.
도 2는 도 1의 노광 장비에서 석영 봉(14) 및 REMA 부(15)를 나타낸 사진도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 개시된 두 개의 REMA 블레이드(22) 각각의 모양을 나타낸 개념도이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 개시된 제 1 블레이드(31) 및 제 2 블레이드(34)를 이용하여 다각형 개구 영역을 형성하는 방법을 나타낸 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
11: 빔 스티어링 부(beam steering unit) 12: 감쇠기(attenuator)
13: pupil shaping optics 14: 석영 봉(quartz rod)
15: REMA 부(reticle masking optics)
16: 프로젝션 렌즈(projection lens) 22: REMA 블레이드
24: REMA 렌즈 31: 제 1 블레이드
32, 35: 롤러 33, 36: 필름
34: 제 2 블레이드 A, B, C: 개구 영역
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 철저하고 완전하게 개시되고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되기 위해 제공되는 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 노광 장비의 구성을 나타낸 계략도이다.
도 1을 참조하면, 노광 장비는 빔 스티어링 부(beam steering unit)(11), 감쇠기(attenuator)(12), 동공 모양 부(pupil shaping optics)(13), 석영 봉(quartz rod)(14), REMA 부(reticle masking optics)(15), 프로젝션 렌즈(projection lens)(16) 등을 포함한다.
도 2는 도 1의 노광 장비에서 석영 봉(14) 및 REMA 부(15)를 나타낸 사진도로써, REMA 부(15)는 두 개의 REMA 블레이드(reticle masking blades)(22) 및 REMA 렌즈(REMA lens)(24)를 포함한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 개시된 두 개의 REMA 블레이드(22) 각각의 모양을 나타낸 개념도이다.
도 3a를 참조하면, 제 1 블레이드(31)는 4 개의 롤러(32)가 상하좌우 각 변에 배치되고, 각 롤러(32)에는 블레이드로 역할을 하는 직사각형 필름(33)이 각각 감겨서 롤러(32)의 회전에 따라 수평방향으로 펼쳐지거나 감기며 사각형 형상의 개구 영역(window)(A)을 형성하고, 도 3b를 참조하면, 제 2 블레이드(34)는 4 개의 룰러(35)가 각 꼭지점에 배치되고, 각 룰러(35)에는 블레이드로 역할을 하는 정사각형 필름(36)이 각각 감겨서 룰러(35)의 회전에 따라 수평방향으로 중앙 쪽으로 각각 독립적으로 펼쳐지거나 감기며 십자 모양의 개구 영역(B)을 형성한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 개시된 제 1 블레이드(31) 및 제 2 블레이드(34)를 이용하여 다각형 개구 영역을 형성하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, REMA 부(15)가 제 1 블레이드(31) 및 제 2 블레이드를 겹쳐서 사용하면 사각형을 포함하여 ┏, ┓, ┛, ┗ 모양과 같은 다각형의 멀티 모양 빔(multi shape beam)을 생성할 수 있는 개구 영역(C)을 형성한다.
예를 들어, 제 1 블레이드(31)가 사각형 모양의 개구 영역(A)을 형성한 상태에서 제 2 블레이드(34)가 십자 모양의 개구 영역(B)을 형성한 경우 중앙 부분에 사각형 모양의 개구 영역(C)이 형성되지만, 제 2 블레이드(34)의 4 개의 필름(36) 중에 하나 또는 여러 개를 펼쳐서 제 1 블레이드(31)에 의해 형성된 사각형 모양 개구 영역(A)의 꼭지점 부분을 블라인드 처리하는 경우 ┏, ┓, ┛, ┗ 모양의 다각형 개구 영역(C)을 형성할 수 있다.
따라서, 웨이퍼 에지 지역의 노광하고자 하는 다이에 의해 형성되는 모양에 따라 빔 모양을 변경시켜 노광할 수 있기 때문에, 여러 개의 레티클을 사용하여 발생하는 레이아웃 정합 문제를 방지하고, 여러번 노광하는 문제를 해결할 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 서로 다른 개구 모양을 갖는 다수의 블레이드를 포함하고,
    상기 다수의 블레이드를 중첩하여 웨이퍼 에지에서 노광하고자 하는 다이에 의해 형성되는 모양으로 빔 모양을 변경하여 노광하는 노광 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 블레이드를 중첩하여 다각형 개구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 블레이드는
    상하좌우 각 변에 장착되어 사각형의 개구 영역을 형성하는 제 1 블레이드; 및
    각 꼭지점에 장착되어 십자 모양의 개구 영역을 형성하는 제 2 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드는
    상하좌우 각 변에 배치된 복수의 제 1 롤러; 및
    상기 제 1 롤러에 장착되어 블레이드(blade)로 역할을 하는 제 1 필름을 포함하고,
    상기 제 2 블레이드는
    상하좌우 각 꼭지점에 배치된 복수의 제 2 롤러; 및
    상기 제 2 롤러에 장착되어 블레이드(blade)로 역할을 하는 제 2 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 롤러는 상기 제 2 필름을 각각 독립적으로 펼쳐서 상기 제 1 블레이드에 의해 형성된 사각형 개구 영역의 선택된 꼭지점 부분을 블라인드 처리하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  6. 피식각층 상부에 감광막을 형성하는 단계;
    청구항 1항에 기재된 노광 장비를 이용하여 상기 감광막에 대해 노광 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 피식각층을 식각하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 형성 방법.
KR1020080027306A 2008-03-25 2008-03-25 노광 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 형성 방법 KR20090102069A (ko)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101052929B1 (ko) * 2009-12-30 2011-07-29 주식회사 하이닉스반도체 노광 과정으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 방법
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